Neuverdrahtung der Purkinje-Zellen zur Verbesserung der funktionellen Erholung des Kleinhirns nach einer Verletzung

• Antragstellerin: Dr. Laura Pérez Revuelta, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558941938

Das Kleinhirn ist von zentraler Funktion für Motorik, Kognition und Sozialverhalten. Während seines verlängerten postnatalen Entwicklungsfensters zeichnet sich sein Gewebe durch eine erhöhte Plastizität aus, diese ermöglicht Neurogenese und Gewebereparatur nach Verletzungen in einem kurzen Zeitfenster nach der Geburt. Über diese begrenzten Zeitfenster hinaus ist jedoch unklar, wie und in welchem Ausmaß zerebellare Schaltkreise im postnatalen oder erwachsenen Gehirn Verletzungen durch Mechanismen der Plastizität kompensieren können. In diesem Projekt werde ich mich auf Purkinje-Zellen (PZ) und ihre bekannten Verschaltungsmuster konzentrieren, um zu untersuchen, wie der zerebellare Schaltkreis nach einer Verletzung bei Mäusen verändert werden kann. Aufgrund vorläufiger Daten, die eine verstärkte erfahrungsabhängige Kleinhirnplastizität bei jungen Tieren belegen, werde ich die zentrale Hypothese verfolgen, dass sich die kompensatorischen Neuverschaltungsmuster der PZ-Konnektivität nach einer Verletzung signifikant zwischen den frühen postnatalen Stadien, während der Schaltkreis noch reift, und dem Erwachsenenalter unterscheiden, wenn das gesamte Netzwerk vollständig ausgereift und weniger wiederherstellender struktureller Plastizität vorhanden ist. Um diese Hypothese zu testen, werde ich ein Verletzungsmodell mit kontrollierter neuronaler genetischer Ablation verwenden und transsynaptisches Tracing einsetzen, um input-spezifische Neuverschaltung von PZ-Konnectivität zu bestimmen. Speziell möchte ich dabei mögliche altersabhängige kompensatorischen Veränderungen in der Plastizität des zerebellären Schaltkreises aufdecken. Auf der Grundlage dieser Experimente werde ich dann gezielte Interventionen nutzen, um die PZ- und Kleinhirnrinden-Plastizität nach einer Verletzung zu verbessern. Insbesondere werde ich zellspezifische chemogenetische Ansätze sowie motorisches Training einsetzen, um Veränderungen in der Aktivität/Verschaltung der Schaltkreise kausal mit der Verbesserung der funktionellen motorischen Genesung bei verletzten Mäusen zu verbinden. Von diesen Experimenten erhoffe ich mir wichtige Erkenntnisse über die Mechanismen der Plastizität des Kleinhirns nach einer Verletzung zu erlangen und eine Grundlage für verbesserte Rehabilitationsansätze zur Behandlung von Kleinhirnstörungen zu bilden.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle